奇观 月球之谜、宇宙之始及生命的起点

★科普大师约翰·格里宾全新力作。剑桥大学天文物理学博士、萨塞克斯大学天文学荣誉高级研究员、英国科学作家协会“终身成就奖”得主、英国当代有名科学读物专业作家格里宾，创作了包括《寻找薛定谔的猫》《深奥的简洁》等在内的100多本畅销书，获得英美多种奖项肯定，并被译成30多种语言广为流传。 ★口碑爆棚：《物理世界》、《爱尔兰技术新闻》、BBC《仰望夜空》科普作家贾尔斯·斯帕罗等盛赞，英亚、Goodreads高分推荐，读者评价本书“再次激发了我对科学的热情”“简短但内容丰富，以可读的方式包含了大量的信息，引人入胜”。 ★聚焦八大令人不可思议的天文物理学奇观：本书中，格里宾从我们人类为什么如此幸运能恰好看到日全食谈起，到宇宙的起点、发展趋向，再到地球上复杂生命的共同祖先……深入探索了此类奇妙科学的奥秘。 ★人人都能读懂的天文物理学：作者用通俗易懂的语言，将精深的科学知识，浓缩到简短的篇幅中，读起来轻松有趣，却蕴含了惊人的信息量，严谨又不乏活泼，通俗又不失优雅，强烈推荐给任何对地球生命、宇宙、天文物理世界感到好奇的人。

继广受欢迎的《寻找薛定谔的猫》《深奥的简洁》后，约翰·格里宾又将读者的注意力吸引到了一些看似不可能，却令人惊叹的天体物理学奇观上。比如：只有当天空中的太阳与月亮看上去一样大，地球上的生灵才能看到日全食的奇观，而这美妙的巧合不早不晚，就发生在人类文明出现的那一刻。水在桶中旋转沿桶壁上升，形成凹状液面，是因为它“感受”到了遥远星系宇宙万物的引力。地球上所有复杂生命的共同祖先是一种单细胞生物，但是如果没有月球这个“大功臣”的维稳”作用；原始生物就不可能演化出人类这样的生命形式。这将是一次颠覆我们认知的奇妙科学之旅，正如《物理世界》所言：“格里宾巧妙地将这些点连在一起，展现出一幅比各部分之和更令人惊叹的更大的图景。

约翰·格里宾（John Gribbin） 剑桥大学天文物理学博士、英国有名科学读物专业作家，曾任职于《自然》科学期刊、《新科学人》杂志，目前身份为英国萨塞克斯大学天文学荣誉高级研究员 格里宾著作颇丰，写作范围极其广泛，内容涉及量子物理、宇宙起源、气候变化等，被《旁观者》杂志誉为“很优秀多产的当代科学作家之一”。 目前他已创作了超过100本科普著作，获得英美多种奖项肯定，并被译成30多种语言广为流传，包括《寻找薛定谔的猫》《霍金传》等，其中，《寻找薛定谔的猫》更被普遍认为是《时间简史》之前优选的一部有关量子物理学的著作。 2009年，格里宾被英国科学作家协会授予“终身成就奖”。

序知识的尽头
一月亮的奥秘
二宇宙之始犹可知也
三宇宙正在加速膨胀
四人类能够探测到黑洞并合的涟漪
五牛顿、主教、水桶和宇宙
六蝴蝶效应
七复杂生命的共同祖先
八人类在冰期中成长
补充读物
致谢

     日全食是我们在地球上所能看到的最旖旎壮观的天文景象之一。它之所以壮观，是因为此时的月球和太阳在我们眼中看起来一样大，也正因为一样大，月球从太阳前面经过时，可以接近覆盖太阳盘面，令太阳瞬间光芒尽失，只留下外缘的日冕发出银白的光晕。但是，为什么我们如此幸运，能看到此等天文奇观？为什么我们与月球之间的距离如此恰到好处，正好看见月球与太阳一般大，看见它将太阳接近挡住，产生了日全食？这些问题越想就越觉得匪夷所思，因为巧合这东西毫无逻辑可言，也不是你想求就求得来的。在这个罕见的天文时刻，月球然走到完美的点位，上演一出日全食的大戏；这时，人类文明出现了，不早不晚，恰逢其时，这出戏从此有了观众。在最初的地质年代，月球离地球很近，近到它看上去比太阳还要大，连日冕的“风华”也被它盖过；在遥远的未来，月球将离地球很远，远到它看上去无比渺小，凌到太阳表面时，只看得到一个小黑点。虽然这听上去很不现实，但是我们的确是在对的时间，出现在对的地点，撞见这惊心动魄的一幕。这一切，皆缘于一个“巧”字。 归根结底，地球上的生物能够有幸看到日全食，还是因为月球本身够大。月球是从地球“母亲”身上剜出去的“亲骨肉”，至今仍是太阳系中已知优选的卫星。鉴于双行星的形成机制，许多天文学家甚至认为月球应该与地球平起平坐，和地球并为一个双行星系统，而不是被视为地球的卫星。 太阳和太阳系孕育于“云团”之中。太空中存在许多原始气体和尘埃云，在自身引力作用下坍缩成圆盘，大部分物质汇集形成了圆盘的核心（太阳），其他尘埃和冰粒遗留在圆盘中，不断碰撞合并，因引力而逐步汇集成越来越大的颗粒，最终形成行星，没用完的材料则“抱团”组成了更小的天体，比如小行星和彗星。到了行星形成后期，太阳系开始变得没那么和睦了。原行星绕太阳运行的轨道上充斥着无数瓦砾碎石，在“逐日”的道路上，它们要勇敢地“冲锋陷阵”，扫清轨道上的各路障碍，同时承受它们的轰炸。想知道当时轰炸的场面有多惨烈，只要看一眼坑坑注注的月亮表面，你心里就大致有数了，只不过月球在太阳系行星大体成形以后才诞生，没赶上最“兵荒马乱”的年代，无法接近体现当时的惨烈程度。 除了地球以外，太阳系中还有其他行星，如火星、木星、土星，它们也都有围绕其旋转的卫星。与月球相比，它们的身世可就简单多了。火星在形成过程中，显然留下了一些小碎片，它们后来形成了小行星，并被火星捕获。木星和土星是比火星大得多的巨行星，它们的卫星也比火星的大得多。巨行星往往有多个卫星，组成一个壮观的卫星系统。就像行星绕着太阳转一样，卫星系统也绕着巨行星转，在局部“拉帮结派”，形成一个“小太阳系”。 和别的卫星比起来，月球是一个另类：它的直径是地球的四分之一，不像其他卫星与其行星相差那么悬殊，而且它“出生”的方式很独特，明显跟“别人”不一样。关于月球的身世之谜，目前最合理的解释是，地球在形成后的几百万年内，曾与另一颗火星大小的年轻行星相撞，这一次猛烈撞击产生的热量，熔化了原地球才刚形成的地壳，摧毁了来势汹汹的入侵行星。入侵行星的重金属核心与地核融为一体，逐渐凝聚成一个核心密度大、地壳极薄的渐星体。新星体地壳之所以薄，是因为原地球与入侵者相撞（天文学家形象地将其称为“大冲撞”）导致双方星体表面熔化，熔化后混合在一起的熔融物在碰撞冲击下向外飞溅，有些接近逃逸到宇宙空间，有些停留在地球周围，形成一个环带，从中孕育出月球。至于这个过程花了多长时间，我们只要借助计算机，就能很快算出来。模拟结果告诉我们，撞击之后一个月内就能形成类似于月球的天体。通过测定月岩样本，我们推算出这场惊天动地的碰撞发生在大约44亿年前，它不仅孕育了月球，还导致地轴严重倾斜，地球飞速自转，四季因此形成。 P2-5